Фамилия Чалиенко — редкий пример, где суффикс перевешивает по информативности корень. Формант -енко, типичный для украинской антропонимии, указывает на происхождение с территории современной Украины или южных областей России. В буквальном смысле Чалиенко — это «сын Чала» или «потомок человека по прозвищу Чалый».

Основа фамилии — прозвище Чалый. В русских и украинских говорах прилагательное «чалый» имело два основных значения. Первое — масть лошади: серый с примесью другой шерсти, «седой с отливом». Второе, переносное — «седой, с проседью» (о человеке). Прозвище Чалый могли дать человеку с преждевременной сединой или с необычным цветом волос, напоминающим лошадиную масть. Встречается и более прозаичная версия: прозвище могло прикрепиться к владельцу чалой лошади или к конюху, работавшему с такими лошадьми.

Словообразовательная модель проста: от прозвища Чалый через усечение основы (отбросили окончание -ый) и прибавление патронимического суффикса -енко. Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Чалие́нко, хотя в устной речи встречаются варианты с ударением на первый.

Сравнение с однокоренными фамилиями даёт дополнительный контекст. Чалый, Чалкин, Чалков — более северные, великорусские варианты, образованные с помощью суффиксов -ов/-ев или -ин. Чалиенко — южный вариант, который в XIX веке мог означать не только прямого сына Чалого, но и принадлежность к его роду, хозяйству или общине. Наличие фамилии Чалиенко в реестрах казацких полков или среди крестьян Левобережной Украины исторически вероятно, но точных цифр по носителям в открытых источниках нет.

В современной России фамилия встречается, но не массово. Её носители, скорее всего, потомки выходцев из украинских губерний, переселявшихся в центральные и восточные регионы в ходе аграрных миграций XIX — начала XX века.